Міжнародна група вчених провела аналіз, який показав, що морська анемона Nematostella vectensis може навчатися, незважаючи на відсутність мозку. Дослідники спробували перевірити реакцію цих тварин на світло та електричні імпульси. Виявилося, що через деякий час велика група цих істот відреагувала на світло, відірвавши свої щупальця.
У водах, що оточують східну і західну Америку, а також південно-східну Англію, живе незвичайна тварина. Згідно з останніми дослідженнями, актинії виду Nematostella vectensis він здатний до навчання. Доказом цього є здатність запам’ятовувати зв’язок між світлом і електричними імпульсами.
“Це точно називається асоціативним навчанням”, – сказав Саймон Шпрехер, нейробіолог з Університету Фрібурга в Швейцарії та один з авторів дослідження. Цей метод заснований на навчанні з асоціацій і об’єднанні окремих елементів в одну зв’язуючу асоціацію. «Це доводить, що навіть тварини без мозку можуть проявляти складну поведінку через свою нервову систему.
Тварини, мозок яких добре розвинений, можуть легко пов’язувати подразник із реакцією та змінювати свою поведінку на основі того, що вони навчилися та запам’ятали. Прикладом може служити гаряча піч. Якщо ви доторкнулися до одного і відчули біль, наступного разу будьте обережнішими та змініть свою поведінку, щоб більше цього не робити. Дослідники вважають, що здатність запам’ятовувати такі речі виникла з еволюцією нервової системи, регулюючи так звану нейропластичність у мозку.
Однак не всі тварини мають цей орган. Навіть медузи його позбавлені і мають просто актинії. Натомість вони мають децентралізовану нейронну мережу, а це означає, що якщо вони й навчаються, то не асоціативно.
Дія, дія і реакція
Бажаючи дізнатися більше про навички, Шпрехер та його колеги з Університету Фрібурга та Університету Барселони в Іспанії провели класичні експерименти з кондиціонування, використовуючи світло та електричний струм. У цьому типі експерименту спочатку нейтральна подія поєднується з біологічно значущим результатом у вигляді винагороди (позитивний) або покарання (негативний).
Автори статті підкреслили, що попередні дослідження, проведені 40 років тому, не дали чітких доказів класичного кондиціонування актиній. Ці аналізи більше ніколи не проводились.
Команда досліджувала поведінку морської анемони за допомогою двох типів випробувань. В одному світловий і електричний імпульси виникали одночасно, в іншому вони не були синхронізовані. Вони використовували невеликі електрошокери, щоб змусити тварин втягнути свої щупальця. Поштовх стався одночасно зі світлом чи ні. Потім перевіряли їх реакцію на саме світло.
72 відсотки тварин у групі, які отримали електричний удар і світло одночасно, втягнули свої щупальця під впливом одного світла. Для тих морських анемон, які зазнали ударів і світла в різний час, 30 відсотків з них показали подібну поведінку.
Команда також вимірювала ступінь ретракції або скорочення в кожній тестовій точці за допомогою програмного забезпечення для відстеження довжини тіла тварин. Вони виявили, що найбільша довжина ретракції була виявлена у тварин, які відчували одночасний електричний імпульс і світло.
«Загалом ці тварини продемонстрували кількісно та якісно іншу поведінкову реакцію порівняно з контрольними тваринами, які отримували непарні стимули», — повідомили дослідники.
Однак незрозуміло, чи мають ці морські анемони такі ж типи нейромедіаторів або нейромодуляторів, як-от серотонін і дофамін, як і ми. Тому можливо, що асоціативне навчання розвинулося в них незалежно.
Вони хочуть досліджувати далі
За словами дослідників, у більшості так званих модельних організмів виявлено певні нейронні ланцюги та молекулярні механізми, відповідальні за певні форми пам’яті. У цих актиній здатність до навчання є прикладом «втіленого пізнання». Це спонукає до подальших досліджень, цього разу щодо структури пам’яті в організмів, які не мають мозку.
«Ми дуже мало знаємо про те, як відбувається навчання у тварин, які мають, здавалося б, просту нервову систему. Тепер ми маємо необхідну структуру для подальшого розвитку наших досліджень», — підсумував Спречер.
Ґрунтовне дослідження на цю тему опубліковано в останньому номері наукового журналу Proceedings of the National Academy of Sciences. Фото голови Nematostella vectensis Гаель Боттон-Аміот був навіть використаний як обкладинка.
sciencealert.com, tvnmeteo.pl
Основне джерело фото: Гаель Боттон-Аміот, Фрібурзький університет